合理化施肥的策略 ~ 吳添益
適當的土壤及肥培管理,不但可以提昇作物的產量及品質,提供適合作物生長的健康環境,進而減少肥料、生長素、殺蟲劑及殺菌劑之施用,同時亦可避免土壤生產力的衰退,以及對環境所造成的衝擊。通常肥料及土壤改良劑大約佔了整個農業生產支出的 1/3 以上,因此適當的土壤及肥培管理,在提高農民收益上扮演著舉足輕重的地位。在能源巨大消耗及肥料礦源逐年減少的雙重壓力下,如何有效發揮肥料功能,並避免肥料過度使用所造成的後遺症,誠乃刻不容緩的問題。
作物的營養特性,肥料的理化性質,以及當地氣候、土壤、技術等條件和合理化施肥的關係非常密切,因此合理化施肥即需就上述條件的特性予以考慮。茲將合理化施肥的策略介紹如下:
(一) 利用土壤及植體分析結果決定肥料的合理施用量
藉由土壤分析可了解土壤供應養分的能力,以及土壤中有效養分的含量;而植體分析結果,則可反映生長在該土壤作物的營養狀況。因此,由土壤和植體分析結果,可以知道作物養分的吸收狀況為何?土壤供應養分的現況為何?若養分供應不足,則應由肥料補充不足的量,然後再依作物之營養特性和土壤特性決定所應補充肥料量。譬如表一為各種作物依標準生產量所評估的施肥基準及養分吸收量,從表中得知氮素的吸收量每分地約8 ~ 21.6 kg ,其施肥量與吸收量相較,能達數倍之多,其中茶樹為施肥倍率最高者。因此配合土壤特性及作物營養特性所求得之肥料量,不但可以達到經濟節約的目的,且能增進土壤生產力,並免於污染環境。
(二) 依作物營養特性來施肥
作物藉由根系從土壤中吸收養分的整個時期稱為營養期,包括作物營養臨界期、作物強度營養期及作物高效率營養期三個階段,每個階段對營養條件(如養分的種類、數量和比例)都有不同的需求。根據階段營養理論,施肥時應先滿足臨界營養期的需要,其次是高效率營養期。在注意關鍵時期施肥的同時,還應注意作物的連續營養特性,採用基肥、追肥、種肥相結合的方法,方能得到理想的效果。另根據作物不同發育期的根系發展狀況,施用種肥和追肥。作物生長初期,根系少,吸收能力弱,宜施少量速效性追肥,以滿足植物臨界營養期的需要。中後期,若土壤所供應速效養分供不應求時,則需追肥。追肥深度當與根系生長相配合,最好採用溝施、穴施或隨灌溉水施用,以保證能及時供應養分。
(三) 依土壤條件而施肥
依土壤保肥及供應能力施肥,例如質地較細、有機質含量高的土壤,一般養分供應能力及保肥力均較佳,即使肥料一次施的多,養分也不致於流失,僅需特別防止植株前期生長太旺和後期晚熟的現象即可。質地較粗、有機質含量低的土壤,其保肥力較弱,施肥時宜採少量多次方式,以滿足作物營養所需,並防患生長後期因養分不足而出現早衰現象。質地粘重之土壤,應多施導電度低之有機質肥料,尤其是纖維較多的有機質肥料,可以增進土壤團粒構造,改善土壤保肥及供肥能力,以提高土壤肥力。其次是依土壤 p H 特性施肥,土壤 p H 直接影響作物生長,以及土壤中養分的轉換和被作物吸收的量,因此是選擇肥料和合理施肥的一個重要參考依據;例如酸性土壤宜選用產鹼肥料(如鹼性肥料或生理鹼性肥料),石灰質土壤宜選用產酸肥料(如酸性肥料或生理酸性肥料)。銨態氮不宜施於土壤表面,尤其是鹼性或石灰質土壤的表面。此外,亦需依土壤氧化還原條件而施肥,土壤氧化還原狀況,反應土壤好氣或嫌氣的程度,直接影響施入肥料中某些養分有效性的增減。通常施肥的準則如下:
(1) 不可於水田土壤中施用硝酸態氮肥,以免造成脫氮的損失,宜採用銨態氮肥,並以全層施用方式施肥。
(2) 水旱輪作的土壤,磷肥施用原則可採用旱重水輕的方式,予以重複利用,提高肥效。將磷肥大量的施於旱作,生成難溶性的氧化態磷酸鐵鹽,提供磷肥供後作利用。
(3) 含硫肥料不宜施在水田土壤,以免生成硫化氫 (H 2S) 抑制作物根系的生長。
(4) 含氯肥料(如氯化銨)中的氯離子對亞硝酸還原酵素有抑制作用,從而減少還原狀態下脫氮的損失,故在水田土壤中施用氯肥,具有提高氮肥利用率的功效。
在含某養分甚高的土壤,再添施該養分肥料,實屬不必要,因其對作物增產之效應甚微。然而不必要的施肥和過度的施肥在本省甚為常見,一是因為農民為了確保不致於發生養分缺乏狀況,二則因為不知道那些肥料應該增施?那些肥料應該減施?表二說明肥料氮素的供給量及其吸收特性,除因作物不同而異外,亦受地形、土壤條件所左右。表中得知氮素肥沃度良好者,氮素供應量可以再少一些,這表示減肥的可能性事實存在。表中無氮試區有較高肥沃度的表層腐植質黑鈣土壤,其白菜產量約為肥沃度較差之淡色黑鈣土產量的 1.7 倍。同時每單位氮素吸收量也有同樣效果,因此,可確認黑鈣土的確比淡黑鈣土優異。相同氮素施肥量(標準區)其在產量和吸收量的比較,不因土壤條件上差異而使二者效果縮小。由此結果看來,以表土層腐植質黑鈣土,進行減肥較容易得到高水準產量。該研究者認為,兩種土壤在施基肥時,採溝施氮肥減量 20-40 ﹪,追肥時氮肥減施 40 ﹪,可以達到農家經濟與減肥措施的平衡性。另外減肥區溝施的氮素利用率也高於標準區的全面全層施用者。以上的試驗可以肯定,農家經濟與減量施肥的平衡性是可以兼顧達成的,同時也證明土壤肥力狀況因地而異,肥培管理亦應因地制宜,才不致於盲目地參考別人的施肥量,或求助於複合肥料的弊病。複合肥料雖有其價值所在,唯易發生某些養分不必添加的弊病,不但不能達到產量與品質增進的效果,反而可能由於養分間的拮抗作用,造成其他元素缺乏,以致發生反效果。
合理化施肥不僅要使農作物產量、產值及品質提高,更重要是要降低肥料施用成本,提高農民收益。為達到合理化施肥,應先了解土壤中植物營養養分之供應能力,才能依農作物所需養分之量與時期,予以調整補充施肥。在合理化施肥制度下,作物較少得病,農藥使用成本也較低,對農民的危險性自然降低。因此,合理化施肥不但能維護及增進土壤肥力,土壤環境也較健康,這樣才能使農業真正永續經營,對社會及整體環境作最大的貢獻。
表一、主要作物的施肥基準及標準的養分吸收(關矢信一朗 ,1990 )( kg/10a )
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作物別 |
氮 |
磷酐 |
氧化鉀 |
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|---|---|---|---|---|---|---|
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基準 |
吸收量 |
基準 |
吸收量 |
基準 |
吸收量 |
|
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水稻 |
5-12 |
12 |
10 |
4.5 |
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